CN115531785B - 存储及喷洒装置和灭火飞机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种存储及喷洒装置，该存储及喷洒装置设置在灭火飞机中，并且包括：储液罐，储液罐包括第一管段和与第一管段流体连通并且设置在第一管段下游的第二管段，其中，第一管段在灭火飞机的机舱的纵向方向上延伸并且设有进气管路，而第二管段与第一管段成角度延伸并设有排液口；隔板，隔板设置在第一管段内部，并且包括通气开口和流体开口，其中，存储在储液罐中的流体能够借助重力从第一管段经由隔板的流体开口流到第二管段，并且从排液口离开储液罐。该装置能充分利用了机内横向空间，使得储液罐的储液量变大，能够在有限的机内空间内携带大容量阻燃剂并快速排出。另外，本发明还涉及一种灭火飞机。

Description

存储及喷洒装置和灭火飞机

技术领域

本发明涉及空中消防灭火系统和设备，具体涉及一种存储及喷洒装置，并且更具体地涉及一种应用在灭火飞机上的、用于喷射灭火剂的重力式存储及喷洒装置。另外，本发明还涉及一种灭火飞机。

背景技术

近些年来，地球上各类火灾频发，特别是森林火灾频发。森林火灾出现后，往往依靠地面消防人员及消防车的力量进行扑灭，这样代价大，时间长，并且可能导致的人员及财产损失严重。

依靠航空消防装备辅助地面灭火是有效的方法，但航空消防装备中大多为直升飞机，直升飞机单次承载灭火剂有限。与之相比，固定翼灭火飞机比直升飞机承载灭火剂更多，航程更远，可覆盖更大范围火区、更有效阻燃，减少地面灭火人员任务和风险。灭火飞机中喷洒灭火剂的装置承担实现快速均匀喷洒灭火剂的任务，其容量和喷洒速度决定着地面阻燃带的长度和厚度，是阻燃是否成功的关键因素。

现有技术中已经进行了很多尝试，以提高灭火效率和安全性。例如在布里顿·库尔森等人于2018年4月16日提交的、题为《用于空中消防飞行器的多罐系统》、公开号为CN110691734 A的发明专利中，公开了一种应用于灭火飞机的大型液体喷洒装置，该喷洒系统利用重力排放，飞机内前部、后部设置两个储液罐，储液罐底部安装对开式排放舱门，当执行灭火任务时，通过控制器控制底部舱门开度。

另外，在航空联盟公司(Aero Union Corp)于1988年7月18日提交的、题为《Fluiddispenser for an aircraft》、公开号为US4936389A的发明专利中，公开了一种用于飞机的流体分配器，该流体分配器由一个大的方形储液罐和若干个中间开孔的挡板组成，该挡板在水箱内呈十字交叉安装，方形水箱底部沿航向方向设置底部出水口，出水口与控制器相连，开口长度与水箱长度相同。

然而，现有用于灭火飞机上的重力式储存及喷洒装置至少存在以下问题：

(1)大多为上下直筒段，在底部出流，这样的优点在于可以完全利用重力作用；但是这种设置要么会使机身上的底部出水口过长，要么罐体高度受限于机内高度无法存储大容量阻燃剂；以及

(2)储液罐内的挡板结构不合理，无法保证单侧开口时凭借坡度流动的重力式喷洒装置的流动性。

因此，迫切需要提供一种改进的存储及喷洒装置，该存储及喷洒装置能够克服现有技术中存在的一个或多个缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种可应用于灭火飞机的存储及喷洒装置，该存储及喷洒装置是重力式的，其能够存储大容量阻燃剂，能够减少灭火剂在其中的晃动，并且流动性好、机身开口较小。

根据本发明的一个方面，提出了一种存储及喷洒装置，该存储及喷洒装置可以设置在灭火飞机中，并且可以包括：

储液罐，储液罐包括第一管段和与第一管段流体连通并且设置在第一管段下游的第二管段，其中，第一管段在灭火飞机的机舱的纵向方向上延伸并且设有进气管路，而第二管段与第一管段成角度延伸并设有排液口；

隔板，隔板设置在第一管段内部，并且包括通气开口和流体开口，

其中，存储在储液罐中的流体能够借助重力从第一管段经由隔板的流体开口流到第二管段，并且从排液口离开储液罐。

根据本发明的存储及喷洒装置不同于现有技术中的上下直通式并且在底部出流的重力水箱。替代地，根据本发明的存储及喷洒装置包含在灭火飞机的机舱的纵向方向(飞行方向)上延伸的第一管段和与之成角度的第二管段，从而利用了机内横向空间，使得储液罐的储液量变大，相应排液口开口较小，能够在有限的机内空间内携带大容量阻燃剂并快速排出。另外，设置在第一管段中的隔板既可保证流动性，又对箱内流体产生一定的防晃作用，并且对出口流量具有削峰作用。

根据本发明的上述方面，较佳地，隔板的通气开口可以包括设置在隔板上部的多个开口。通过这些开口，能够使储液罐外部的进气更容易进入储液罐内，以促进灭火剂在重力下的快速流动。孔径可设置相对小，并且设置多个，以隔断灭火剂，从而尽可能减少存储在储液罐内部的灭火剂的晃动。

根据本发明的上述方面，较佳地，隔板的流体开口可以包括设置在隔板的中间的第一流体开口和设置在隔板的底部的第二流体开口和第三流体开口。中间的第一流体开口可以是为主流口，可以用作流体流动时主要通过的通道，并且，为了流体能相对顺利排出，中部孔径设置较大。底部的第二流体开口和第三流体开口可以用于防止水被底部挡板挡住无法排空。

根据本发明的上述方面，较佳地，隔板安装位置为在储液罐中的前部及后部。发明人发现，通过这种布置，能够在减少液体在储液罐内的晃动与不阻碍流体的流动之间取得折衷，从而有助于储液罐内的流体尽可能快地排空。

根据本发明的上述方面，较佳地，存储及喷洒装置还可以包括混合腔，混合腔设置在储液罐的第一管段的顶部，并且连接在进气管路和第一管段之间。通过这种设置，一方面避免正常工作时进气管路内积液从而阻碍补气；另一方面，由于混合腔在第一管段的顶部连接进气管路及储液罐，因此混合腔可以节省安装弯头时所需的额外空间。

根据本发明的上述方面，为了使得储液罐内的灭火剂更容易地在重力的作用下快速且均匀地流动，较佳地，储液罐的内表面可以敷设有超疏水涂料或镀层。

根据本发明的上述方面，较佳地，第一管段可以为直管段，并且具有与灭火飞机的纵向轴线成5°至8°的坡度。这种倾斜角度，能够在增大储液罐的第一管段的容量与增加灭火剂在重力下的流速方面获得折衷。

根据本发明的上述方面，为了能够使储液罐内的灭火剂以期望的速度被引导喷洒出去，较佳地，第二管段可以为定向在竖直方向上的斜管段。

根据本发明的上述方面，为了尽可能小地减少对灭火剂的流动的阻碍，较佳地，第一管段可以包括多个拼接式管段，并且每个拼接式管段具有向下的坡度。

根据本发明的上述方面，较佳地，为了进一步减少拼接在一起的管段对灭火剂的流动的阻碍，第一管段和第二管段之间的过渡部分可以是圆滑的。

根据本发明的另一方面，还提供了一种灭火飞机，该灭火飞机包括根据以上方面所述的存储及喷洒装置。

根据本发明的存储及喷洒装置的有益的技术效果可以包括但不限于以下方面：

(1)根据本发明的存储及喷洒装置包含成角度的两个管段的重力式储液罐，改变了传统重力水箱形式，扩大了重力式储液罐的储液能力，可在有限的机内空间内存储大容量阻燃剂；

(2)根据本发明的存储及喷洒装置包含设置在重力储液罐内的隔板，通过该隔板的通气开口和流体开口，能够保证了灭火剂的流动性。在对灭火剂流动性影响较小情况下，该隔板对储液罐内的流体(灭火剂)起到防晃作用，并且对出口流量起到削峰作用。

由此，通过本发明的存储及喷洒装置能够满足使用要求，克服了现有技术的缺点并且实现了预定的目的。

附图说明

为了进一步清楚地描述根据本发明的存储及喷洒装置，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，在附图中：

图1是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置的示意性立体图；

图2是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置的示意性正视图；

图3是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置的示意性侧视图；

图4是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置的隔板的示意图；以及

图5是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置中是否安装隔板的排液效果比较。

上述附图仅仅是示意性的，未严格按照比例绘制。

图中的附图标记在附图和实施例中的列表：

100－存储及喷洒装置，包括：

10－储液罐，包括：

11－第一管段；

12－第二管段，包括：

12A－排液口；

13－进气管路；

20－隔板；

21－通气开口；

22－流体开口，包括：

22A－第一流体开口；

22B－第二流体开口；

22C－第三流体开口；

30－混合腔。

具体实施方式

应当理解，除非明确地指出相反，否则本发明可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示及说明书中描述的具体装置仅是本文公开和限定的发明构思的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，否则所公开的各种实施例涉及的具体取向、方向或其它物理特征不应被视为限制。

图1是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置100的示意性立体图。该存储及喷洒装置100可以设置在灭火飞机中，例如设置在灭火飞机的机舱中，并且其结构和布置顺应飞行器机舱的结构，以用于容纳灭火剂并在需要时将灭火剂喷洒到灭火飞机外部。

如图所示并且根据非限制性实施例，存储及喷洒装置100可以主要包括储液罐10和隔板20。

储液罐10可以是分段式的拼接结构，并且储液罐10是液密密封的，其可以用于存储灭火剂，灭火剂例如但不限于：水或水与阻燃材料混合形成的阻燃流体。

在图1所示出的实施例中，储液罐10可以包括彼此流体连通第一管段11和第二管段12。第一管段11和第二管段12可以都具有附图中示出的大致矩形的横截面，以便于加工和组装。然而，应当理解，该实施例是示意性的，第一管段11和第二管段12可以具有任何横截面形状，例如圆形横截面或椭圆形横截面等。

如图所示，第一管段11可以布置在灭火剂从储液罐10排出的流动路径的上游，而第二管段12布置在下游。

第一管段11可以在灭火飞机的机舱的纵向方向上延伸，即、沿着飞行方向延伸，并且设有进气管路13。

存储及喷洒装置100还包括混合腔30，混合腔30可以设置在储液罐10的第一管段11的顶部，并且连接在进气管路13和第一管段11之间。该混合腔可以是大致长方体的结构，在两端和底部处开口，用于在两端分别连接进气管路13，并且在底部的开口连接第一管段11。混合腔30的这种设置可以节省安装弯头时所需的额外空间。

较佳地，可以设置两个混合腔30，并且每个混合腔30的两端分别连接有进气管路13。进气管路13的第一端(例如图中的上端)通过混合腔30与储液罐10相连，高度高于储液罐10水位高度，可避免正常工作时进气管路内积液从而阻碍补气；进气管路13的第二端可以用于喷洒作业时储液罐10内补气，即气体从第二端进入进气管路13，并且经由混合腔30进入第一管段11。

另外，虽然附图中未示出，但是储液罐10的第一管段11和第二管段12可以设有用于加注灭火剂的进液口，并且在替代实施例中，进气管路13也可以充当进液管路。

图2是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置100的示意性正视图。

如图2中清楚地看出的，第一管段11为直管段，并且具有与灭火飞机的纵向轴线(或者机舱的地板)成5°至8°的坡度。在发明人所改进的灭火飞机型号中，最佳的坡度为6.4度，此时，灭火剂在第一管段11内仅依靠重力流动的流动性较好且能承载尽可能多的灭火剂。

作为非限制性实施例，第一管段11可以包括多个拼接式管段，并且每个拼接式管段具有向下的坡度，并且较佳地，每个拼接式管段的坡度应该相同，以减少对灭火剂的阻滞。

作为较佳实施例，储液罐10的内表面可以敷设有超疏水涂料或镀层。例如，第一管段11和第二管段12内部均敷设疏水涂料或镀层。

如本文所用，术语“纵向方向”或“纵向轴线”中的纵向是指飞行方向，例如灭火飞机的机头与机尾连线的方向。而术语“竖直方向”是指与纵向方向垂直的重力方向。而术语“横向方向”是与“竖直方向”垂直的方向，例如飞机机舱内的左右或前后方向。

如附图所示，第二管段12与所述第一管段11成角度延伸，例如大致垂直于第一管段11，即在大致竖直的方向上延伸。第二管段12包括大致定向在竖直方向上的斜管段。

图3是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置100的示意性侧视图。

如图所示，第二管段12的最下游端包括排液口12A，该排液口12A在闭合时可以具有大致三角形的结构，而打开时能够具有与第二管段12的截面尺寸相适应的贯通的开口。该排液口12A可以是对开式的构造，并且包括相应的致动器和控制器，以实现其自动打开和闭合。

如图1和2中更清楚地示出的，第一管段11和第二管段12之间的过渡部分可以是圆滑的，并且存储在储液罐10中的流体能够借助重力从第一管段11经由隔板20的流体开口22流到第二管段12，并且从排液口12A离开储液罐10，继而离开灭火飞机的机舱，并喷洒到预定的需要灭火的区域。

图4是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置100的隔板20的示意图。

如图所示并且根据非限制性实施例，隔板20可以设置在第一管段11内部，例如图1和2中示出的，在第一管段11内部间隔开设置2个隔板20，例如大致竖直设置，以尽可能减少其中容纳的灭火剂的晃动。其中的一个隔板可以设置在靠近第一管段11的上游端，而另一个隔板可以设置在靠近第一管段11的下游端，使得第一管段11被这2个隔板20大致均分为3个长度相等的部段。

在图4示出的实施例中，隔板20可以包括多个开口，例如通气开口21和流体开口22。

通气开口21可以包括设置在隔板20上部的多个开口，例如图4中示出的两排圆形开口，其中每一排开口分别包括5个开口。通气开口21设置的目的为使储液罐10的进气更容易来储液罐10内流通，孔径可设置相对小，并且随着灭火剂被排出，通过进气管路13、混合腔30以及通气开口21进入的空气能够用于占据排出的流体的体积，从而确保流动的平顺性并促进灭火剂的流动。在替代实施例中，通气开口21也可以包括其余数量的开口或者开口可以是不同的形状。

流体开口22可以包括设置在隔板20的中间的第一流体开口22A，以及设置在隔板20的底部的第二流体开口22B和第三流体开口22C。

第一流体开口22A可以充当主要流体开口，为流体流动时主要通过的开口。根据本发明，为了流体能相对顺利排出，中部孔径设置为相对较大。例如图4中示出的，其直径接近隔板20的宽度。

第二流体开口22B和第三流体开口22C可以设置隔板20的在底部处。如图所示，第二流体开口22B示出为圆孔的形式，而第三流体开口22C示出为拱形开口的形式。第二流体开口22B和第三流体开口22C可以用作次要流体开口，用于与第一流体开口22A配合，加快灭火剂(例如水等)从储液罐10排出，并且能够防止灭火剂被隔板20的底部挡住而无法排空，并且与未开口的部分配合，以减少灭火剂的晃动。

通过该隔板20上部的通气开口21、中间的第一流体开口22A以及底部的第二流体开口22B和第三流体开口22C保证了灭火剂的流动性。在对流动性影响较小情况下，该隔板20对储液罐10内流体起到防晃作用，并且对出口流量起到削峰作用。

图5是根据本发明的非限制性实施例的存储及喷洒装置100中是否安装隔板20的排液效果比较。

如图5中所示，在储液罐10中安装隔板20后，使得灭火剂的流量更加平顺，并且不会增加灭火剂的排空时间。这是特别有利的，可以看出，这种构造的隔板20能够减少储液罐10内灭火剂的晃动、使流量更加平顺，而不会影响灭火剂的排空。

如本文所用的表示方位或取向的术语“上游”、“下游”以及用于表示顺序的用语“第一”、“第二”等仅仅是为了使本领域普通技术人员更好地理解以较佳实施例形式示出的本发明的构思，而非用于限制本发明。除非另有说明，否则所有顺序、方位或取向仅用于区分一个元件/部件/结构与另一个元件/部件/结构的目的，并且除非另有说明，否则不表示任何特定顺序、操作顺序、方向或取向。例如，在替代实施例中，“第一流体开口”可以是“第二流体开口”。

综上所述，根据本发明的实施例的存储及喷洒装置100克服了现有技术中的缺点，实现了预期的发明目的。

虽然以上结合了较佳实施例对本发明的存储及喷洒装置进行了说明，但是本技术领域的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行各种修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (8)

1.一种存储及喷洒装置（100），所述存储及喷洒装置设置在灭火飞机中，并且包括：

储液罐（10），所述储液罐包括第一管段（11）和与所述第一管段（11）流体连通并且设置在所述第一管段（11）下游的第二管段（12），其中，所述第一管段（11）在所述灭火飞机的机舱的纵向方向上延伸并且设有进气管路（13），而所述第二管段（12）与所述第一管段（11）成角度延伸并且设有排液口（12A）；

隔板（20），所述隔板设置在所述第一管段（11）内部，并且包括通气开口（21）和流体开口（22），所述通气开口（21）包括设置在所述隔板（20）上部的多个开口，

其中，存储在所述储液罐（10）中的流体能够仅借助重力从所述第一管段（11）经由所述隔板（20）的所述流体开口（22）流到所述第二管段（12），并且从所述排液口（12A）离开所述储液罐（10），并且，所述隔板（20）的所述流体开口（22）包括设置在所述隔板（20）中间的第一流体开口（22A）以及设置在所述隔板（20）底部的第二流体开口（22B）和第三流体开口（22C）。

2.根据权利要求1所述的存储及喷洒装置（100），其特征在于，所述存储及喷洒装置（100）还包括混合腔（30），所述混合腔设置在所述储液罐（10）的所述第一管段（11）的顶部，并且连接在所述进气管路（13）和所述第一管段（11）之间。

3.根据权利要求1所述的存储及喷洒装置（100），其特征在于，所述储液罐（10）的内表面敷设有超疏水涂料或镀层。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的存储及喷洒装置（100），其特征在于，所述第一管段（11）为直管段，并且具有与所述灭火飞机的纵向轴线成5°至8°的坡度。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的存储及喷洒装置（100），其特征在于，所述第二管段（12）为定向在竖直方向上的斜管段。

6.根据权利要求5所述的存储及喷洒装置（100），其特征在于，所述第一管段（11）包括多个拼接式管段，并且每个拼接式管段具有向下的坡度。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的存储及喷洒装置（100），其特征在于，所述第一管段（11）和所述第二管段（12）之间的过渡部分是圆滑的。

8.一种包括根据权利要求1-7中任一项所述的存储及喷洒装置（100）的灭火飞机。